(57)【要約】【課題】  エッチング特性に優れ、HDDドライブに組み込んだ後でも異物による誤動作や不良の発生のないHDDサスペンション用基板用回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】  ステンレス層、絶縁層、及び導体層が順次積層されてなるHDDサスペンション用積層体の導体層及び絶縁層をエッチングしてHDDサスペンション用回路基板を製造する方法であり、ステンレス層又は導体層のいずれか一方に複数のポリイミド前駆体樹脂溶液を複数のスリット状通路を有する多層ダイの吐出口から吐出して同時多層塗布し、乾燥および硬化させて複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成し、絶縁層の最外層のポリイミド樹脂層にステンレス層又は導体層の残った一方を重ねて加熱圧着してHDDサスペンション用積層体を形成し、得られたHDDサスペンション用積層体の導体層及びポリイミド樹脂層を所定のパターンにエッチングしてHDDサスペンション用回路基板を形成する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス層、絶縁層、及び導体層が順次積層されてなるＨＤＤサスペンション用積層体の導体層及び絶縁層をエッチングしてＨＤＤサスペンション用回路基板を製造する方法であって、
ステンレス層又は導体層のいずれか一方に複数のポリイミド前駆体樹脂溶液を複数のスリット状通路を有する多層ダイの吐出口から吐出して同時多層塗布し、乾燥および硬化させて複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成し、この絶縁層の最外層のポリイミド樹脂層にステンレス層又は導体層の残った一方を重ねて加熱圧着してＨＤＤサスペンション用積層体を形成し、得られたＨＤＤサスペンション用積層体の導体層及びポリイミド樹脂層を所定のパターンにエッチングすることによりＨＤＤサスペンション用回路基板を形成することを特徴とするＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【請求項２】
ステンレス層の厚みが５〜３０μｍの範囲である請求項１に記載のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【請求項３】
絶縁層の厚みが５〜２０μｍの範囲である請求項１又は２に記載のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【請求項４】
ステンレス層上に絶縁層を形成した後、厚さ１〜２０μｍ、引張強度６００ＭＰａ以下、及び導電率９０％以上の圧延銅箔又は電解銅箔からなる導体層を重ね合わせ、２８０℃以上の温度で加熱圧着してＨＤＤサスペンション用積層体を形成する請求項１〜３のいずれかに記載のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【請求項５】
厚さ１〜２０μｍ、引張強度６００ＭＰａ以下、及び導電率９０％以上の圧延銅箔又は電解銅箔からなる導体層の上に絶縁層を形成した後、ステンレス箔からなるステンレス層を重ね合わせ、２８０℃以上の温度で加熱圧着してＨＤＤサスペンション用積層体を形成する請求項１〜３のいずれかに記載のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【請求項６】
加熱圧着の条件が、２８０℃以上の温度で加熱加圧時間が３〜１２０分間の範囲である請求項４又は５に記載のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＤＤサスペンションに用いられるＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法に関するものである。詳しくは、ウエットエッチング加工時のサイドエッチの発生を抑制したエッチング特性に優れたＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）に搭載されているサスペンションは、高容量化が進むに従い従来使用されてきたワイヤタイプのサスペンションから、記憶媒体であるディスクに対し浮力と位置精度が安定した配線一体型のサスペンションへ大半が置き換わっている。この配線一体型サスペンションには、ＦＳＡ（フレックス  サスペンション  アッセンブリ）法と呼ばれるフレキシブルプリント基板を加工し接着剤を用いて張り合わせたタイプ、ＣＩＳ（サーキット  インテグレーティッド  サスペンション）法と呼ばれるポリイミド樹脂の前駆体であるアミック酸を形状加工した後、イミド化し更にポリイミド上にメッギ加工を施すことにより配線を形成するタイプ、及びＴＳＡ（トレース  サスペンション  アッセンブリ）法と呼ばれるステンレス箔−ポリイミド樹脂−銅箔からなる積層体をエッチング加工により所定の形状に加工する三種類のタイプがある。
【０００３】
ＦＳＡ法は加工が容易で安価である反面、接着剤を用いて張付けるため端子との接合における位置精度が悪く、今後更に微細配線化が進んだ場合は技術的に対応できないと言われている。また、ＣＩＳ法はポリイミド上に直接メッキ加工によって配線を形成するため寸法精度に優れ、また純銅を使用するため電気特性の制御が容易などの多くの利点がある反面、配線を単独で形成させるフライングリードと呼ばれる形状加工において、イミド化したポリイミド樹脂をレーザーなどで除去しなければならないなど工程が増加するため、コストが高くなるなどの不利な点も多い。ＴＳＡ法サスペンションは高強度を有する銅箔を積層することによって、容易にフライングリードを形成させ、且つリードライトケーブールの接続などに用いる超音波ボンディングによる接続がし易いなど幅広い接合法に対応が可能である。また、形状加工での自由度が高いことや比較的安価で寸法精度が良いことから幅広く使用されている。
【０００４】
ＷＯ９８／０８２１６（特許文献１）には、ステンレス基体上にポリイミド系樹脂層及び導体層が逐次に形成されてなるＨＤＤサスペンション用積層体が開示されている。上記先行技術文献には、ＨＤＤサスペンション用積層体に適した積層体とするためにポリイミド樹脂層の線膨張係数やポリイミド樹脂層-導体層間の接着力を規定したものが記載されている。このようなＨＤＤサスペンション用積層体を加工して所定の形状とするには、フレキシブルプリント基板回路加工で広く知られているエッチング加工技術が用いられる。すなわち、導体層上にエッチングマスクとなるレジスト層をフォトリソグラフィー法又は印刷法にて形成し、露出した導体層をウエットエッチング除去することにより回路加工を行う。さらに同様な方法にてレジスト層を形成し、不要なポリイミド系樹脂層をウエットエッチング又はドライエッチング法にて除去する。その後必要により打ち抜き加工当を行うことにより所望の形状に加工されたＨＤＤサスペンション用回路基板とする。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法にて形成されたポリイミド系樹脂層は線膨張係数の異なる複数のポリイミド樹脂を逐次塗工乾燥することにより多層構造を有している。そのため、このようにして形成されたポリイミド系樹脂層をウエットエッチング加工しようとすると、各層の界面付近で極端にエッチング速度が速くなる現象が見られ、ウエットエッチング加工後の形状を観察すると庇状に突き出した部分が確認される。このような庇状の部分はＨＤＤドライブに組み込んだ後で振動などにより脱落し、異物となってＨＤＤドライブ装置の誤動作や不良を引き起こす原因になるおそれがある。
【０００６】
一方、フレキシブルプリント基板用積層体の製造方法として、導体上に複数のポリイミド前駆体樹脂溶液を多層ダイを用いて直接同時に層状に塗布し、乾燥及び硬化するフレキシブルプリント配線用基板の製造方法が特開平２−１８０６７９号公報（特許文献２）にて知られている。多層ダイを用いて塗工することの有利な点としては、工程が簡素化できることが挙げられるが、この絶縁層のエッチング加工性についてはこれまで言及されていない。
なお、多層ダイにより複数の樹脂または樹脂溶液を一括して支持体上に塗布する方法は、一般的塗布方法として特表平１０−５１３３９９号公報（特許文献３）や米国特許第２７６１４１７号公報（特許文献４）などにより知られているが、ＨＤＤサスペンション用回路基板への適用についてはこれまでに検討されていない。
【特許文献１】ＷＯ９８／０８２１６号パンフレット
【特許文献２】特開平２−１８０６７９号公報
【特許文献３】特表平１０−５１３３９９号公報
【特許文献４】米国特許第２７６１４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、絶縁層となる多層構造を有するポリイミド樹脂層を多層ダイにより複数のポリイミド樹脂を一気に吐出して同時に形成してＨＤＤサスペンション用積層体を得ることにより、このＨＤＤサスペンション用積層体を所定のパターンにエッチングする際のエッチング特性に優れ、ウエットエッチング加工後の形状が良好である高品質のサスペンション用回路基板を得ることができるＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、かかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、従来、逐次に塗工−乾燥して多層構造を有する絶縁層を形成することにより発生していたエッチング速度のばらつきを、多層ダイを用いた一括塗工により複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成することで改善でき得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、ステンレス層、絶縁層、及び導体層が順次積層されてなるＨＤＤサスペンション用積層体の導体層及び絶縁層をエッチングしてＨＤＤサスペンション用回路基板を製造する方法であって、ステンレス層又は導体層のいずれか一方に複数のポリイミド前駆体樹脂溶液を複数のスリット状通路を有する多層ダイの吐出口から吐出して同時多層塗布し、乾燥および硬化させて複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成し、この絶縁層の最外層のポリイミド樹脂層にステンレス層又は導体層の残った一方を重ねて加熱圧着してＨＤＤサスペンション用積層体を形成し、得られたＨＤＤサスペンション用積層体の導体層及びポリイミド樹脂層を所定のパターンにエッチングすることによりＨＤＤサスペンション用回路基板を形成することを特徴とするＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来、複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を逐次に塗工−乾燥して形成することにより発生していたエッチング速度のばらつきを、多層ダイを用いて一括塗工して複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成することにより、エッチング速度が極端に速くなる部分を有するような回路加工時のエッチング速度のばらつきを抑制し、エッチング後の形状が良好であってエッチング特性に優れ、ＨＤＤドライブに組み込んだ後でも異物による誤動作や不良の発生のない、ＨＤＤサスペンション用基板用回路基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のＨＤＤサスペンション用回路基板は、ステンレス層、絶縁層、及び導体層が順次積層されたステンレス層／ポリイミド樹脂層／導体層からなるＨＤＤサスペンション用積層体（以下、単に積層体という場合もある）の導体層及び絶縁層をエッチングにより加工することで得ることができる。ここで用いられるステンレス層は、特に制約はないが、ばね特性や寸法安定性の観点から、例えばＳＵＳ３０４のような高弾性、高強度のステンレス箔が好ましく、３００℃以上の温度でアニール処理されたＳＵＳ３０４が特に好ましい。用いられるステンレスの厚さは５〜３０μｍの範囲にあることがよく、１０〜２０μｍの範囲にあることが特に好ましい。
【００１２】
ステンレス層の厚みが５μｍに満たないと、スライダの浮上量を十分抑えるバネ性を確保できないおそれがあり、一方、３０μｍを超えると剛性が大きくなりすぎ、搭載されるスライダの低浮上化が困難となるおそれがある。
【００１３】
本発明の積層体において絶縁層を構成するポリイミド樹脂は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等、その構造中にイミド結合を有するものであればよい。ポリイミド樹脂層は、単層のみからなるものでよりも、複数層のポリイミド樹脂層からなるものがよい。ポリイミド層を複数層のポリイミド樹脂層とする際、導体層又はステンレス層と接するポリイミド樹脂層にはこれら導体層又はステンレス層と良好な接着性を示すものを使用することが好ましい。良接着性を示すポリイミド樹脂としては、そのガラス転移温度が３００℃以下のものが挙げられる。また、導体層又はステンレス層と接しない中間層には、ＨＤＤサスペンションとした時の寸法安定性の点からも温度変化に対する寸法変化率、すなわち線膨張係数が３０×１０-6／℃以下のものを使用することが好ましい。絶縁層を３層以上のポリイミド樹脂層から形成する場合、両最外層の合計厚み（ｔa）と中間層の厚み（ｔｂ）との比（ｔa／ｔｂ）は、ｔa／ｔｂ＝０．１〜０．５の範囲とすることが有利である。これらの条件を満たすポリイミド樹脂として好ましい例は、例えば特開２００２−２４０１９３号公報に開示されているアルカリエッチング可能なポリイミド樹脂が挙げられる。
【００１４】
本発明における導体層は、導電率の高い圧延銅箔又は電解銅箔から形成されるのが好ましい。導体層を形成する圧延銅箔又は電解銅箔の厚みは、１〜２０μｍとすることが必要であり、好ましくは３〜１８μｍの範囲である。この厚みが３μｍに満たないとハンドリング性が悪くなり、歩留りが低下する等の不具合が発生するため好ましくない。また、２０μｍを超えると銅箔の強度がスライダの浮上を制御するためのスティッフネス制御に与える影響が大きくなり、また微細な配線に加工することが困難となり好ましくない。上記銅箔の厚みについては、市販されている銅箔をそのまま用いてもよいが、ハーフエッチング法等を用いて、所定の厚みに後で加工してもよい。
【００１５】
また、本発明における導体層については、導電率が９０％以上であることが好ましい。９０％に満たない場合データ転送速度の高速化に対応したインピーダンス制御が困難となる。また、導体層の引張強度については、６００ＭＰａ以下であることが好ましい。６００ＭＰａを超えるとＨＤＤサスペンションとした場合に要求される厳密なスティフネス制御に悪影響を及ぼすので好ましくない。なお、下限については０に近いほど好ましいが、実用上２００ＭＰａ以上であるのが望ましい。
【００１６】
次に、本発明のＨＤＤサスペンション用回路基板の製造方法の好ましい実施態様について説明する。
積層体を製造するにあたっては、まず、基体となる５〜３０μｍのステンレス箔の上に複数ある樹脂貯槽から複数のポリイミド前駆体樹脂溶液を複数のスリット状通路を有する多層ダイから吐出させて塗布する。ポリイミド樹脂溶液については、イミド化されたポリイミド樹脂が溶媒に溶解されたものを使用してもよいが、本発明においてはポリイミド樹脂前駆体の樹脂溶液を使用し、塗布後、予備加熱により溶媒をある程度除去した後、熱処理によりイミド化をする方法が好ましい。なお、イミド化されたポリイミド樹脂溶液を使用する場合には、当然、イミド化のための熱処理は省略される。
【００１７】
このようにして、複数のポリイミド樹脂層を形成したら、導体層となる厚み１〜２０μｍ、引張強度６００ＭＰａ以下、導電率９０％以上の圧延銅箔又は電解銅箔を重ね合わせて、２８０℃以上の温度で、３〜１２０分間の範囲で加圧する。加圧時間が１２０分を超えると銅箔の加熱伸びによって反りが発生し易く、安定したラミネート材が得られ難いので好ましくない。また、加圧時間が３分に満たない場合は十分な剥離強度が得られず好ましくない。さらに好ましい加熱加圧時間としては１０〜１００分間である。また、導体層となる圧延銅箔又は電解銅箔上にポリイミド樹脂層を形成し、後からステンレス箔を重ね合わせる方法でもなんら差し支えない。
【００１８】
このようにして得られたＨＤＤサスペンション用積層体に所望の加工を施して所定のパターンを有するＨＤＤサスペンション用回路基板とする。この際、導体層をエッチングにより加工して回路を形成する方法として、導体上にエッチングの際のマスクとなるエッチングレジストを塗布し、不要な導体層表面が露出したエッチングマスク層を形成する。エッチングマスク層の形成には、フォトリソグラフィにより回路パターンを形成するフォトレジスト法やスクリーン印刷などの手段により回路パターンを描画する印刷法等があるが、より微細な回路を形成するためにはフォトレジスト法が好ましい。
導体層表面にエッチングマスクが形成された積層体は不要な導体を除去するためにエッチング加工される。エッチング方法としては一般的に用いられているウエットエッチングが適用可能であり、たとえば、塩化第二鉄や塩化第二銅の水溶液などの導体層を溶解することができるエッチング溶液に浸漬するか、あるいはこれらのエッチング液をシャワー状に噴霧することで導体層をエッチング加工することができる。不要な導体層が除去された後は、エッチングマスク層は剥離液によって除去される。この操作により所望の回路が形成され、それ以外の部分にポリイミド樹脂層の表面が露出する。
【００１９】
次に、不要なポリイミド樹脂層をウエットエッチングにより除去するが、ポリイミド樹脂はヒドラジンなどの有機溶媒又は特開平１０−１９５２１４号公報に開示されているような脂肪族アルコール−脂肪族アミン系アルカリ水溶液などのウエットエッチング溶液によりエッチング加工することができる。この際、導体層のエッチング加工と同様にエッチングマスク層を形成するが、エッチング溶液に侵食されない材料を用いる必要がある。
【００２０】
ポリイミド樹脂層をウエットエッチングした場合、従来のように逐次塗工−乾燥することにより形成された多層構造のポリイミド樹脂層であると、層界面付近で極端にエッチング速度が速くなる現象が見られることはすでに述べたが、原因としては乾燥時にポリイミド樹脂の表面部分がより早く溶媒が抜けるために、表面付近とそれ以外の部分で性質の違いが発生しエッチング速度に影響していると推測される。どのような性質の違いが発生しているかは定かではないが、ポリイミド樹脂の配向性がエッチング速度に影響することが予想される。これに対し、本発明のように多層ダイを用いて一括塗工して複数のポリイミド樹脂層からなる絶縁層を形成すれば、エッチング速度のばらつきを抑制することができる。
【００２１】
以下、実施例及び比較例などに基づき本発明を更に具体的に説明する。
なお、実施例における各種特性の評価は以下の方法による。
なお、実施例等に用いられる略号は以下の通りである。
BPDA：3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
DADMB：4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメチルビフェニル
BAPP： 2,2'-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
DMAc：N,N-ジメチルアセトアミド
【００２２】
［線熱膨張係数の測定］
線熱膨張係数の測定は、サーモメカニカルアナライザー(セイコーインスツルメンツ（株)製)を用いて２５５℃まで２０℃/分の速度で昇温し、その温度で１０分間保持した後、更に５℃/分の一定速度で冷却した。冷却時の２４０℃から１００℃までの平均熱膨張係数(線熱膨張係数)を算出した。
【００２３】
［合成例１］
線膨張係数が３０×１０−６／℃以下の低熱膨張性のポリイミド系樹脂層を合成するため、９．０モルのＤＡＤＭＢを秤量し、４０Ｌのプラネタリーミキサーの中で攪拌しながら溶媒ＤＭＡｃ２５．５ｋｇに溶解させた。次いで、８．９モルのＢＰＤＡを加え、室温にて３時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体Ａの溶液を得た。
【００２４】
［合成例２］
ガラス転移温度が３００℃以下のポリイミド系樹脂層として、６．３モルのＤＡＤＭＢを秤量し、４０Ｌのプラネタリーミキサーの中で攪拌しながら溶媒ＤＭＡｃ２５．５ｋｇに溶解させた。次いで、６．４モルのＢＰＤＡを加え、室温にて３時間攪拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体Ｂの溶液を得た。
【実施例１】
【００２５】
合成例１及び２で得られたポリイミド前駆体樹脂溶液Ａ、Ｂをポンプで昇圧してそれぞれ吐出圧  ０．３ＭＰａにてステンレス箔（新日本製鐵株式会社製、ＳＵＳ３０４：厚み２０μｍ）上に、多層ダイ（３層スロットダイ）を使用して下層（ステンレス箔側）にポリイミド前駆体樹脂溶液Ｂ、中間層にポリイミド前駆体樹脂溶液Ａ、最外層にポリイミド前駆体樹脂溶液Ｂの順であって硬化後に三層のポリイミド樹脂層からなる絶縁層の厚みが１０μｍになるように三層同時に塗布し、１１０℃で３分乾燥した後、更に１３０〜３６０℃の範囲で数段階、各３分間段階的な熱処理によりイミド化を完了させ、ステンレス箔上に絶縁層を有する積層体を得た。なお、第１層目のポリイミド樹脂層と第３層目のポリイミド樹脂層は同じとした。
【００２６】
次に、バッチ処理として日本電解製銅箔(USLP、銅箔厚み12μm)を絶縁層の上に重ね合わせ、真空プレス機を用いて、面圧１５Ｍｐａ、温度３２０℃、プレス時間２０分の条件で加熱圧着して目的のＨＤＤサスペンション用積層体を得た。
【００２７】
次に、この積層体の銅箔面にエッチングレジスト層を公知の方法にて形成せしめたのち、塩化第二鉄水溶液に３８℃で２０秒間浸せきして銅箔を選択的に除去した後、この銅箔をエッチングマスクとして露出したポリイミド樹脂層をエチレンジアミン２２．０重量％、エチレングリコール１１．０重量％及び水酸化カリウム３３．５重量％を含有するエッチング水溶液に浸せきして所定のパターンとなるようにエッチングを行い、表１に示す時間ごとにそのエッチング速度を算出した。結果を表１及び図１（エッチング時間とエッチング速度の関係をまとめたグラフ）に示す。また、エッチング後の形状を顕微鏡で観察したところ良好な形状がえられたことが確認された。表１及び図１に示すように、複数のポリイミド樹脂層を一括して形成した本実施例1ではエッチング時間の経過に対しエッチング速度の差はほとんど見られなかった。
【００２８】
［比較例１］
合成例２で得られたポリイミド前駆体Ｂの溶液をステンレス箔(新日本製鐵株式会社製、ＳＵＳ３０４、テンションアニール処理品、厚み２０μｍ)上に、硬化後の厚みが１μｍになるように塗布して１１０℃で３間分乾燥した後、その上に合成例１で得られたポリイミド前駆体Ａの溶液を硬化後の厚さが7.5μｍになるように塗布して１１０℃で１０分間乾燥し、更にその上に合成例２で得られたポリイミド前駆体Ｂの溶液をそれぞれ硬化後の厚みが1.5μｍになるように塗布して１１０℃で３分間乾燥した後、更に１３０〜３６０℃の範囲で数段階、各３分間段階的な熱処理によりイミド化を完了させ、ステンレス箔上に三層のポリイミド樹脂層の合計の厚みが１０μｍの絶縁層を有する積層体を得た。なお、第１層目のポリイミド樹脂層と第３層目のポリイミド樹脂層は同じとした。
【００２９】
次に、日本電解製銅箔(USLP、銅箔厚み12μm)を絶縁層の上に重ね合わせ、真空プレス機を用いて、面圧１０ＭＰａ、温度３００℃、プレス時間２０分間の条件で加熱圧着して目的のＨＤＤサスペンション用積層体を得た。
次に、実施例１と同様の方法により、銅箔の選択的エッチング、及び銅箔をエッチングマスクとするポリイミド樹脂層のエッチングを行い、エッチング速度を算出した。結果を表１及び図１に示す。また、エッチング後の形状を顕微鏡で観察したところ庇状に突き出した形状が確認された。表１及び図１に示すように、複数のポリイミド樹脂層を逐次に塗工−乾燥して形成した比較例１ではエッチング速度に極端な差がみられた。
【００３０】
【表１】
2006286054.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、エッチング経過時間によるエッチング速度の変化を示すチャート図である。
【図１】
2006286054.tif 000003